本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種柵極驅動單元及其制作方法、柵極驅動電路。

背景技術：

隨著液晶顯示技術的發展，高分辨率、高對比度、高刷新速率、窄邊框、薄型化已成為液晶顯示器的發展趨勢。因此，如何實現液晶面板的窄邊框、薄型化和低成本變得越來越重要。在這樣的背景下，陣列基板行驅動(GOA,Gate Driver on Array)技術以其低成本、低功耗和窄邊框等優點得到了廣泛的應用。

陣列基板行驅動技術是將液晶面板的柵極驅動電路集成在陣列基板上，形成對液晶面板的行掃描驅動。其中，陣列基板行驅動單元是由若干個薄膜晶體管(TFT，Thin Film Transistor)開關和若干個電容構成的。不同的陣列基板行驅動單元的具體結構一般不同。因此現有技術中，每制作一種陣列基板行驅動單元就需要一套光罩，從而導致產品開發成本非常高。

針對于此，如何通過一套光罩制作出不同需求的陣列基板行驅動單元，進而降低產品開發成本乃業界所致力的課題之一。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明提出了一種用于制作柵極驅動單元的方法、柵極驅動單元和柵極驅動電路，用以實現兩種不同的柵極驅動單元共用一套光罩的設計。

根據本發明的第一個方面，提供了一種用于制作柵極驅動單元的方法，其包括圖案化第二金屬層，具體包括：

在所述第二金屬層上形成光阻層；

利用半色調掩膜版對所述光阻層進行曝光和顯影；

判斷是否執行燒光阻步驟；

在判斷出執行燒光阻步驟時，采用燒光阻工藝去除光阻層上對應所述半色調掩膜版的半透光區域的光阻，采用蝕刻工藝蝕刻掉所述第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到第一金屬圖案；

在判斷出不執行燒光阻步驟時，采用蝕刻工藝蝕刻掉所述第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到第二金屬圖案。

根據本發明的實施例，所述第一/二金屬圖案包括所述柵極驅動單元中開關元件的漏極和源極。

根據本發明的實施例，所述第一/二金屬圖案包括所述柵極驅動單元中電容的一個極板。

根據本發明的實施例，所述第一/二金屬圖案包括所述柵極驅動單元中開關元件的漏極和源極，以及所述柵極驅動單元中電容的一個電極。

根據本發明的實施例，所述燒光阻工藝包括氧等離子體燒光阻工藝。

根據本發明的實施例，所述半色調掩膜版被配置為調整所述柵極驅動單元中開關元件的寬長比，和/或，調整所述柵極驅動單元中電容的極板的重疊面積。

進一步地，所述方法還包括：

提供襯底基板；

在所述襯底基板上形成第一金屬層，并使所述第一金屬層包括所述柵極驅動單元中開關元件的柵極；

在所述第一金屬層上形成柵極絕緣層；

在所述柵極絕緣層上形成半導體層；

在所述半導體層上形成所述第二金屬層。

根據本發明的實施例，所述第二金屬層的材料為：

銅、鋁、鉬；或者

由銅、鋁和鉬中的兩種或三種制成的合金。

根據本發明的第二個方面，還提供了一種采用以上所述的制作方法制作的柵極驅動單元。

根據本發明的第三個方面，還提供了一種柵極驅動電路，包括多個上述所述的柵極驅動單元，其中每個柵極驅動單元被配置成驅動與其相對應的掃描線。

與現有技術相比，本發明的一個或多個實施例可以具有如下優點：

本發明在柵極驅動單元的制作工藝中，將第二金屬層的光罩設計成半色調掩膜版結構，然后通過是否進行燒光阻工藝來控制薄膜晶體管開關的寬度或者電容的重疊面積，從而能夠實現兩種不同的柵極驅動電路共用一套光罩的設計，進而降低產品的開發成本。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例共同用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明的實施例中制作柵極驅動單元的方法的流程圖；

圖2是本發明的實施例中圖案化第二金屬層的方法的流程圖；

圖3是本發明的實施例中包括第一金屬圖案的柵極驅動單元的局部示意圖；

圖4是本發明的實施例中包括第二金屬圖案的柵極驅動單元的局部示意圖；

圖5是本發明的另一實施例中包括第一金屬圖案的柵極驅動單元的局部示意圖；

圖6是本發明的另一實施例中包括第二金屬圖案的柵極驅動單元的局部示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。需要說明的是，只要不構成沖突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。

實施例一

圖1是本發明的實施例中制作柵極驅動單元的方法的流程圖。本實施例的制作方法包括步驟S10至步驟S60。下面結合圖1詳細地說明各個步驟，及據此制成的柵極驅動單元的具體結構。

步驟S10，提供襯底基板。

在本實施例中，襯底基板優選采用玻璃或者透明樹脂等材料制成。但需要說明的是，本實施例對基板的材質不做具體限定。在具體實施過程中，本領域的技術人員可以根據設計及制造的需要進行選擇。

步驟S20，在襯底基板上形成第一金屬層，并使第一金屬層包括柵極驅動單元中開關元件的柵極。在該步驟中：

首先，在基板上通過濺射或沉積的方法制作一層柵極金屬材料，即第一金屬層。

本實施例中，優選采用物理氣相沉積(PVD,Physical Vapor Deposition)工藝在基板上沉積一層柵極金屬材料。進一步地，柵極金屬材料優選采用以下材料制成：銅；鋁；鉬；銅和鋁兩種制成的合金；銅和鉬兩種制成的合金；鋁和鉬兩種制成的合金；或者由銅、鋁和鉬三種制成的合金。本實施例對柵極金屬材料以及制作柵極金屬材料的方法不做具體限定。在具體實施過程中，本領域的技術人員可以根據設計及制造的需要進行選擇。

然后，通過第一次構圖工藝形成具有柵極圖案的光阻層。

在該步驟中，依次通過涂布光刻膠、掩膜、曝光和顯影步驟完成第一次構圖工藝，形成包括柵極驅動單元中開關元件的柵極圖案的光阻層。

最后，通過蝕刻和剝離工藝形成柵極金屬層。

在該步驟中，采用蝕刻工藝蝕刻掉第一金屬層上未被光阻覆蓋的金屬。進一步地，優選采用灰化工藝去除剩余光阻，得到柵極金屬層。

步驟S30，在第一金屬層上形成柵極絕緣層。

在本實施例中，優選采用化學氣相沉積(CVD,Chemical Vapor Deposition)工藝在第一金屬層上沉積柵極絕緣層。當然，制作柵極絕緣層的方法有很多種。例如，可以通過等離子體增強化學氣相沉積(PECVD,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)、低壓化學氣相沉積(LPCVD,Low Pressure Chemical Vapor Deposition)、大氣壓化學氣相沉積(APCVD,Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)、電子回旋諧振化學氣相沉積(ECR-CVD,Electron Cyclotron Resonance-Chemical Vapor Deposition)等方法沉積柵極絕緣層。本實施例對此不做具體限定。

進一步地，柵極絕緣層的材料優選為氮化硅(SiNx)。其中，絕緣層的厚度可以根據具體的工藝需要進行選擇，本實施例對柵極絕緣層的材料及厚度也不做具體限定。

步驟S40，在柵極絕緣層上形成半導體層。

在該步驟中：首先，優選采用CVD工藝在柵極絕緣層上依次沉積半導體層和歐姆接觸層。其中，半導體層的材料優選為非晶硅(a-Si)，歐姆接觸層的材料優選為n+a-Si。然后，通過第二次構圖工藝形成具有特定圖案的光阻層。最后，通過蝕刻和剝離工藝形成特定圖案的半導體層結構。其中，特定圖案是指本領域的技術人員在具體實施過程中，根據設計及制造的需要設定出的半導體層圖案。

步驟S50，在半導體層上形成第二金屬層。

在本實施例中，優選采用PVD工藝在半導體層上沉積一層源漏極金屬材料，即第二金屬層。進一步地，源漏極金屬材料優選采用以下材料制成：銅；鋁；鉬；銅和鋁兩種制成的合金；銅和鉬兩種制成的合金；鋁和鉬兩種制成的合金；或者由銅、鋁和鉬三種制成的合金。當然，本實施例對源漏極金屬材料以及制作源漏極金屬材料的方法不做具體限定。在具體實施過程中，本領域的技術人員可以根據設計及制造的需要進行選擇。

步驟S60，圖案化第二金屬層。

本實施例優選地按照圖2所示的流程圖圖案化第二金屬層。本實施例中圖案化第二金屬層的方法主要包括步驟S60.1至S60.3。下面結合圖2詳細地說明如何利用半色調掩膜版和燒光阻工藝在第二金屬層上實現兩種不同的金屬圖案。

步驟S60.1，在第二金屬層上形成光阻層。

在該步驟中，通過在第二金屬層上涂布光刻膠形成光阻層。其中，光阻層的厚度可以根據具體的工藝需要進行選擇，本實施例對此不做具體限定。

步驟S60.2，利用半色調掩膜版對光阻層進行曝光和顯影。

在本實施例中，半色調掩膜版優選地被配置為調整柵極驅動單元中開關元件的寬長比。即能夠通過該半色調掩膜版控制柵極驅動單元中開關元件的寬(即溝道的寬度)。

在采用半色調掩膜版對光阻層進行曝光和顯影時，隨著顯影操作的進行，需要光阻部分保留的區域(即光阻層上對應半色調掩膜版的半透光區域)的光阻厚度逐漸減少。而需要光阻完全保留的區域(即光阻層上對應半色調掩膜版的完全不透光區域)的光阻厚度不變。其中，半色調掩膜版的半透光區域是指透光率大于0％且小于100％的區域。

步驟S60.3，判斷是否執行燒光阻步驟。

步驟S60.4，在步驟S60.3判斷出執行燒光阻步驟時，采用燒光阻工藝去除光阻層上對應的半色調掩膜版的半透光區域的光阻，采用蝕刻工藝蝕刻掉第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到第一金屬圖案，如圖3所示。圖3中的附圖標記301表示薄膜晶體管的源極，302表示薄膜晶體管的柵極，303表示薄膜晶體管的漏極。

在本實施例中，由于半色調掩膜版的半透光區域對應的光阻層的厚度比非透光區域對應的光阻層的厚度薄，因此優選地采用氧等離子體(plasma+O₂)燒光阻的方式將半色調掩膜版的半透光區域對應的光阻層去除。并且，在將半透光區域對應的光阻層去除之后，要確保非透光區域對應的光阻層的厚度大于預設閾值。本實施例對預設閾值大小不做具體限定。

進一步地，在完成燒光阻工藝之后，采用蝕刻的方式將未被光阻覆蓋的金屬層(即半色調掩膜版的完全透光區域和部分透光區域對應的金屬層)去除，并優選采用灰化工藝去除剩余光阻，得到了如圖3所示的第一金屬圖案。

步驟S60.5，在步驟S60.3判斷出不執行燒光阻步驟時，直接采用蝕刻工藝蝕刻掉第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到第二金屬圖案，如圖4所示。圖4中的附圖標記401表示薄膜晶體管的源極，402表示薄膜晶體管的柵極，403表示薄膜晶體管的漏極。

在本實施例中，直接采用蝕刻的方式將第二金屬層上的金屬層(即半色調掩膜版的完全透光區域對應的金屬層)去除，并優選采用灰化工藝去除剩余光阻，得到了如圖4所示的第二金屬圖案。

應用本實施例所述的制作柵極驅動單元的方法，實現了兩種不同的柵極驅動單元共用一套光罩的設計。具體地，本實施例通過將第二金屬層的光罩設計成半色調掩膜版的結構，并且將半色調掩膜版配置為調整柵極驅動單元中開關元件的寬長比，然后通過是否進行燒光阻工藝來控制薄膜晶體管開關的寬度。從而通過控制薄膜晶體管開關的寬度，實現了兩種不同的柵極驅動單元共用一套光罩的設計，進而降低了產品的開發成本。

實施例二

本發明實施例中提供了另外一種用于制作柵極驅動單元的方法。該實施例中制作柵極驅動單元方法只需將半色調掩膜版配置為調整柵極驅動單元中電容的極板的重疊面積。其余的具體實施方式與本發明實施例一中的具體實施方式類似，具體請參見實施例一中用于制作柵極驅動單元的方法的描述。為了減少冗余，在此不做贅述。

本實施例在判斷出執行燒光阻步驟時，采用燒光阻工藝去除光阻層上對應的半色調掩膜版的半透光區域的光阻，采用蝕刻工藝蝕刻掉第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到如圖5所示的第一金屬圖案。圖5中的附圖標記501表示電容輸出端/輸入端，502表示電容輸入端/輸出端。在判斷出不執行燒光阻步驟時，采用蝕刻工藝蝕刻掉第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到如圖6所示的第二金屬圖案。圖6中的附圖標記601表示電容輸出端/輸入端，602表示電容輸入端/輸出端。

因此，本實施例通過將第二金屬層的光罩設計成半色調掩膜版結構，并且將半色調掩膜版配置為調整柵極驅動單元中電容的極板的重疊面積，然后通過是否進行燒光阻工藝來控制電容的重疊面積。從而通過控制電容的重疊面積，實現了兩種不同的柵極驅動單元共用一套光罩的設計，進而降低了產品的開發成本。

實施例三

基于同一發明構思，本發明實施例中還提供了一種用于制作柵極驅動單元的方法。該實施例中制作柵極驅動單元方法是將半色調掩膜版同時配置為實施例一中所述的調整柵極驅動單元中開關元件的寬長比和實施例二中所述的調整柵極驅動單元中電容的極板的重疊面積。其余的具體實施方式與本發明實施例一或二中的具體實施方式類似，具體請參見實施例一或二中用于制作柵極驅動單元的方法的描述。為了減少冗余，在此不做贅述。

本實施例在判斷出執行燒光阻步驟時，采用燒光阻工藝去除光阻層上對應的半色調掩膜版的半透光區域的光阻，采用蝕刻工藝蝕刻掉第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到如圖3和5所示的第一金屬圖案。在判斷出不執行燒光阻步驟時，采用蝕刻工藝蝕刻掉第二金屬層上未被光阻覆蓋的金屬，并灰化剩余光阻，得到如圖4和6所示的第二金屬圖案。

因此，本實施例通過將第二金屬層的光罩設計成半色調掩膜版的結構，并且將半色調掩膜版同時配置為實施例一中所述的調整柵極驅動單元中開關元件的寬長比和實施例二中所述調整柵極驅動單元中電容的極板的重疊面積，然后通過是否進行燒光阻工藝來控制薄膜晶體管開關的寬度和電容的重疊面積。從而通過控制薄膜晶體管開關的寬度和電容的重疊面積，實現了兩種不同的柵極驅動電路共用一套光罩的設計，進而降低了產品的開發成本。

應當說明的是，本實施例對第二金屬層的圖案不做具體限定。在具體實施過程中，本領域的技術人員可以根據設計及制造的需要進行設定。并且通過一套光罩來實現兩種不同圖案的制造工藝并不僅局限于應用在柵極驅動單元的設計和制作中。

實施例四

本發明還提供了柵極驅動單元。本實施例的柵極驅動單元為采用實施例一至實施例三中任一實施例所述的制作方法制作的柵極驅動單元。本實施例中的兩種柵極驅動單元可以共用一套光罩，進而降低了產品的開發成本。

實施例五

本發明還提供了柵極驅動電路，包括多個如實施例四所述的柵極驅動單元。其中每個柵極驅動單元被配置成驅動與其相對應的掃描線。本實施例中的兩種柵極驅動電路可以共用一套光罩，進而降低了產品的開發成本。

以上所述，僅為本發明的具體實施案例，本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術的技術人員在本發明所述的技術規范內，對本發明的修改或替換，都應在本發明的保護范圍之內。